MES在汽車制造中的應(yīng)用之業(yè)務(wù)篇(9) -- 擰緊防錯

我們知道，在汽車的裝配工藝中，螺栓擰緊固定是一種廣泛應(yīng)用的安裝固定方式，如汽車底盤與車身的固定，內(nèi)飾件的固定等。此外，在發(fā)動機的裝配中，螺栓擰緊更是無處不在。本章以發(fā)動機的擰緊為例，介紹擰緊與防錯的集成關(guān)系。

通常擰緊包括預擰緊與終擰緊。預擰緊指使用一個較小的扭矩將零件安裝在主體上，終擰緊指用最終出廠的扭矩值將零件固定牢靠。

在實際的擰緊操作發(fā)生前，相關(guān)部門還要做以下的準備工作：

工藝部門編寫擰緊工藝文件，包括：定義預擰緊、終擰緊工位，以及擰緊槍對應(yīng)的扭矩值。

質(zhì)量部門標定好每把擰緊槍的扭矩值。
工藝工程師在MES中配置好各零件的擰緊工藝，包括：工位、擰緊槍編號、擰緊次數(shù)、擰緊角度、程序號等。

擰緊的實際作業(yè)控制系統(tǒng)由擰緊槍、控制器、PLC、服務(wù)器組成。其中，擰緊槍是執(zhí)行機構(gòu)；控制器是專用PC，能夠顯示實時扭矩，并和PLC、服務(wù)器、擰緊槍通過接口通信；PLC主要是傳輸邏輯控制指令；服務(wù)器用于存儲擰緊過程數(shù)據(jù)，并生成擰緊曲線。

圖2.9-1顯示了擰緊防錯的主要過程，簡述如下：

序列號識別：發(fā)動機到達擰緊工位，PLC通過RFID閱讀器識別發(fā)動機序列號，并將之通過OPC發(fā)送給MES。
指令發(fā)送：MES查詢擰緊工藝數(shù)據(jù)庫，得到此臺發(fā)動機在本工位配置的擰緊槍編號，及擰緊次數(shù)、擰緊角度、程序號，然后將這些數(shù)據(jù)通過OPC下發(fā)給PLC。PLC將擰緊指令轉(zhuǎn)發(fā)給擰緊槍控制器。

結(jié)果記錄：工人或機器人根據(jù)控制器的指令執(zhí)行擰緊作業(yè)；當某臺擰緊槍的擰緊值符合標定值時，則控制器將之視為一次有效的擰緊，并將之輸出給PLC；當某臺擰緊槍的有效擰緊次數(shù)達到配置次數(shù)時，則PLC將此臺擰緊槍視為防錯完成；當此工位的所有擰緊槍防錯完成時，則PLC視為本工位擰緊防錯完成。擰緊作業(yè)完成后，控制器向擰緊服務(wù)器輸出所有擰緊過程數(shù)據(jù)，以用于事后的SPC分析；同時，通過PLC和OPC將最終擰緊結(jié)果、最終擰緊扭矩發(fā)送給MES，以用于追溯分析。



圖2.9-1 擰緊防錯過程

本文介紹了一種擰緊防錯的解決方案，此外還有一種常見方案略有不同，即在MES中配置擰緊程序號，而不配置次數(shù)、角度等，相當于將部分擰緊工藝配置在擰緊控制器中。
此外還需說明的是，由于擰緊扭矩對裝配質(zhì)量關(guān)系重大，因此一些公司建立企業(yè)級的擰緊工藝數(shù)據(jù)庫，由研發(fā)人員統(tǒng)一配置，然后下發(fā)給各工廠的MES系統(tǒng)，這樣可以更有效地保證工藝的標準化和可靠性。